逆向思维属于发散性思维的范畴,是一种创造性的求异思维。在科学教学中培养学生的逆向思维能力,对于提高学生的科学思维水平,逐步养成良好的思维品质,具有十分重要的作用。
科学教学中往往关心的是因果关系,“因为所以,科学道理”,对正向思维关注较多,长期的正向思维定势会影响逆向思维的建立;同时,由正向思维向逆向思维转移时,需要重新调整心理过程,重新建立心理过程的方向,在一定程度上增加了正向思维与逆向思维联结的难度。凡此种种,使得培养学生逆向思维能力成为科学教学中的一个难点。如何培养学生的逆向思维能力呢?在教学中可作以下尝试:
一、在讲课中加强逆向思维能力的培养
1.执果索因,讲解科学概念、科学原理和科学规律。
在科学教学中,我们既可以引导学生通过正向思维去获得科学概念、科学原理和科学规律,也可以挖掘教材中的某些探索性内容,执果索因,引导学生利用逆向思维去掌握科学概念、科学原理和科学规律。
例如,在讲授《热空气与冷空气》(苏教版《科学》四年级上册)这一课时,有一部分是关于热空气和冷空气在生活中的应用,要求学生运用所学有关热空气和冷空气的性质探究原因的内容。首先引导学生阅读“制冷空调、取暖器安放位置示意图”;然后,利用读图所得的结论提出问题:①为什么制冷空调安放在墙壁较高的位置,而取暖器却安放在墙壁较低的位置?②如果制冷空调安放在墙壁较低的位置而取暖器却安放在墙壁较高的位置。这样会出现什么样的情况?接着引导学生阅读“制冷空调、取暖器安放位置示意图”,并让学生自己表述冷、热空气的性质原理,最后师生共同归纳总结,得出结论:空调制冷—空气变重—空气下降—人感觉凉快;取暖器制热—空气变轻—空气上升—人感觉暖和。
通过执果索因,启发学生自己去猜想、推理、判断、验证这一空气的性质,启迪学生逆向思维的思路。这样不仅使学生知道这一知识的应用原理,而且还使学生明白了,科学家是如何运用科学思维去逐步找到原因的。
2.反向逆推,探讨某些命题的逆命题的真假。
探讨某些命题的逆命题的真假,是研究科学科学的方法之一,也是学生学习科学的一种行之有效的方法。
例如,在学完“物体在空气中能够燃烧是因为空气中有氧气”(苏教版《科学》四年级上册)这一知识点后,可以引导学生反向逆推:物体能够燃烧是不是都需要氧气呢?像这样的反问,学生可能一时答不出来,但只要教师略加点拔,学生就可通过自己的思考获得正确答案。通过反向逆推,引导学生利用逆向思维去发现问题、提出问题,进一步扩大和完善学生的认知结构,深化和升华所学的课本知识。
3.辩证分析,从矛盾的对立面去思考问题。
任何事物都是矛盾的统一体,如果我们从矛盾的不同方面去引导学生逆向思维,往往能认识事物更多的方面。在学习“绿色植物对空气成分的影响”(苏教版《科学》四年级上册)时,我们既要阐述绿色植物可以吸收空气中的二氧化碳,减少二氧化碳的含量,又要说明在夜间绿色植物呼吸时同样需要吸进氧气呼出二氧化碳。这样讲解,可以提高学生辩证地分析问题和解决问题的能力。
4.运用“反证”,证明科学事实和结论的正确性。
反证法是正向逻辑思维的逆过程,是一种典型的逆向思维。反证法是指首先假设与已知科学事实和结论相反的结果成立,然后推导出一系列和客观科学事实、科学原理和科学规律相矛盾的结果,进而导致否定原来的假设,从而更加有力地证明已知科学事实和结论的正确性。
例如,当我们讲解“声音的产生”(苏教版《科学》四年级上册)时,不少学生对声音产生原因的理解感到困难。为此,在讲完有关内容后,可提出一个假设:“如果物体的振动停止了,你还能听到这个物体发出的声音吗?”,在学生思考、议论的基础上,再由教师演示实验并讲解,学生的疑难点也就迎刃而解了。在正面讲解某些内容比较困难时,反证法不仅可以起到化难为易、事半功倍之效,而且还培养了学生的逆向思维能力。
二、习题中强化逆向思维能力的训练。
1.例题示范,克服思维定势的消极影响。
在习题教学中,教师有意识地讲解一些与学生原有认知相冲突的范例,可以打破思维定势的消极影响,开拓学生逆向思维的思路。
例如:“土电话”是能够传播声音的,但是在教学演示实验的过程中,参与演示的学生却表示无法听清甚至无法听到声音,请解释原因。由于学生一般都知道“土电话”传播声音有两个基本条件,即首先纸杯必须是完整的,其次棉线必须要拉直。现在在条件达到的情况下实验结果却和理论的不相符合,这样的思维定势无疑会使学生感到求解无路。如果教师引导学生利用逆向思维,从各种材料的特点和实验的细节中寻求答案,则会产生“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”之效:声音的传播需要通过棉线,棉线越细,振动的频率越高,传播的效果越好,棉线越粗,振动的频率越低,传播的效果越差。在检查的过程中发现棉线较粗,导致传播的效果很差,所以才无法听清、听到声音。以上分析可以看出,这道题既锻炼了学生的逆向思维能力,又串联了有关知识,使学生以其所知解决其未知的新问题。
2.一题多变,活跃逆向思维的思路。
很多习题,只要改变某些条件,或将条件和结论相互对调,或将已知和未知相互对调,就可供训练逆向思维之用。这样做,既可以收到举一反三之效,又可以活跃逆向思维的思路。
3.正逆互用,促进正逆双向思维的联结。
有些题目,我们既可以引导学生用正向思维去解答,也可以从所求的结论出发,反向推理。寻找所需的已知条件、概念、原理和规律,引导学生利用逆向思维来解题。这样做,既培养了学生从正逆两个方向去解决科学问题的能力,又促进了正逆向思维的联结,使两者相互检验、相互补充,进而产生良好的交叉效应。
当然,如果一个学生的双基越扎实,前面知识对后面知识的负迁移作用就越小,逆向思维也就越容易建立。因此,培养学生的逆向思维能力,必须以扎实的双基为前提,否则会弄巧成拙、事倍功半。我们只有在夯实学生双基的前提下,顾及学生年龄、心理发展特点和接受能力,精心设计培养学生逆向思维能力的方法,才能使学生的创造性思维得到发展。
